Крылатый металл титан

Крылатый металл титан

Крылатый металл титан

   В шестидесятые годы в производстве авиационных двигателей стал применяться титан. Этот металл по удельному весу, механическим качествам и термопрочности имел преимущества по сравнению со сталью. Применение его в двигателях позволяло снизить их удельный вес. Но применение его требовало некоторых технологических и конструкторских новаций: помимо качеств полезных он обладал низкой температурой возгорания; возгоравшись, превращался в страшную разрушительную силу.
   Если на самолете возникал пожар топлива, то температура горения достигала немногим более 1000 . Такой пожар давал экипажу время для его обнаружения, и применения мер тушения или покидания самолета. При горении титана температура достигает 3000 . Пламя такого пожара режет конструкцию, как нагретый нож сливочное масло. Разрушение идет столь стремительно, что экипаж оказывается в крайне трудном положении.

   В обычных условиях титан возгореться не может, даже достиг­нув температуры возгорания, для его горения требуется слишком много кислорода. Но в реактивном двигателе, в котором компрессор сделан из титана, температура достаточно высокая, а кислорода хоть отбавляй: через компрессор проходят сотни кубометров воздуха в секунду.
   Если из-за уменьшения зазора между лопатками компрессора и корпусом возникнет хотя бы легкое касание, совсем незначительное чирканье, то уж лучше и не говорить!
   Горящий титан — это вулкан внутри реактивного двигателя. Вот как это бывало на практике.
   На сибирский завод направлена аварийная комиссия. В программе сдаточных испытаний Су-24 предусмотрен «обжим» по скорости. Это значит, на высоте 1000 метров нужно получить скорость 1400 километров в час. Для этого отведена специальная трасса, чтобы сверхзвуковые удары не беспокоили жителей близлежащих деревень.
   Во время этого режима экипаж катапультировался. Летчик приземлился нормально. Штурману по самое бедро оторвало ногу, и он погиб от шока и потери крови.
   Как и что произошло, летчик понять и рассказать не мог. Жители деревни, находящейся недалеко от трассы, часто видевшие пролет по ней самолетов, в этот раз даже не опознали самолет. Они говорили, что по небу катилась какая-то огненная бочка. В процессе расследования делается «выкладка» деталей, привезенных с места падения. На бетонном полу ангара рисуется контур самолета, и на него кладут обломки в соответствии с их положением на самолете. Члены комиссии с удивлением и недоумением рассматривают детали.
   Массивный лонжерон с одного конца — вполне нормального вида, а с другого имел вид мочалки. Вот что может сделать с металлом титановое пламя. Была найдена консоль крыла со следами крови и человеческой плоти. Это она оторвала ногу штурману. Но она находилась позади траектории катапультного кресла. Как такое могло произойти, никто понять не мог.
   Еще во время Хрущева боевые самолеты резали электросваркой. Красивые новые машины, лишаясь связи и опоры между своими частями, превращались в груды металлолома.
   А если это происходит в воздухе на скорости 1400 километров в час? Никакие ЭВМ, никакое моделирование не способны прогнозировать или объяснить в таком случае движение частей самолета. Вот что такое титановый пожар в полете. В этом случае он был зафиксирован совершенно достоверно.
   К сожалению, описанный случай был не единственным.
   В ЛИИ летчик Александр Андреевич Муравьев на самолете с тем же двигателем, что и у Су-24, выполнял скоростную площадку. И вдруг!.. Совершенно немыслимое движение самолета.
   Муравьев хорошо знал все мыслимые виды движения, до штопора включительно. Но тут было нечто невероятное: самолет как бы кувыркался через голову. Александр успел благополучно катапультироваться. Титановый пожар был также установлен.
   Еще титановый пожар был причиной аварии опытного МиГ-29. К счастью, Валерий Меницкий также смог катапультироваться.
   В дальнейшем конструкторы двигателей нашли безопасные способы, как использовать титан, и сейчас он ведет себя в авиадвигателях вполне лояльно.

Титановый пожар: af1461 — LiveJournal

     В шестидесятые годы в производстве авиационных двигателей стал применяться титан. Этот металл по удельному весу, механическим качествам и термопрочности имел преимущества по сравнению со сталью. Применение его в двигателях позволяло снизить их удельный вес. Но применение титана потребовало некоторых технологических и конструкторских новаций: при всех своих полезных свойствах, он обладал низкой температурой возгорания. А загоревшись, превращался в страшную, разрушительную силу.

     27 сентября 1988 г. самолет Ан-8 (бортовой номер CCCP-48101), принадлежавший министерству авиационной промышленности, выполнял грузовой рейс. Где-то в районе стыка границ Тульской, Калужской и Орловской областей, в одном из двигателей самолета из-за разрушения топливопровода или иного узла (точных данных на этот счет нет), начался пожар.

     Очаг возгорания находился вне района установки пожарных датчиков, и аварийный сигнал на пульте бортмеханика не загорелся. Топливо вытекало и частично сгорало, двигатель стал работать неустойчиво. Экипаж уменьшил режим работы двигателя и стал наблюдать за параметрами, пытаясь понять причину такого странного его поведения. Через некоторое время пожар распространился по мотогондоле, сработала система пожаротушения. К этому времени бортмеханик, осмотревший двигатель через боковой иллюминатор, обнаружил выбивающееся наружу пламя.
     Применение оставшихся очередей системы пожаротушения эффекта не дало, температура в очаге возгорания достигла критических величин. Попытка экипажа сбить пламя, выполняя маневр скольжения (а что еще им оставалось?), привела лишь к обратному результату – из-за увеличения количества поступавшего воздуха, температура еще более повысилась, начался титановый пожар. Плоскость крыла в районе установки двигателя прогорела насквозь и разрушилась. На большой скорости и с большим креном, самолет рухнул на лес в окрестностях поселка Сосенский Козельского района Калужской области, в точке с координатами N54° 4.164′, E35° 59.463′.

     Рейс не был пассажирским, и катастрофу гораздо проще было замолчать. До сих пор нигде, кроме нескольких архивов, не найти материалов по этой трагедии. Вот список экипажа погибшего самолета:

Обухов Владимир Алексеевич – командир корабля
Сухарев Александр Николаевич – 2 пилот
Каторгин Константин Николаевич – штурман
Алекссев Николай Спиридонович – бортрадист
Шляпин Валентин Федорович – бортмеханик

Крылатый металл титан. Летчики, самолеты, испытания

Крылатый металл титан

В шестидесятые годы в производстве авиационных двигателей стал применяться титан. Этот металл по удельному весу, механическим качествам и термопрочности имел преимущества по сравнению со сталью. Применение его в двигателях позволяло снизить их удельный вес. Но применение его требовало некоторых технологических и конструкторских новаций: помимо качеств полезных он обладал низкой температурой возгорания; возгоравшись, превращался в страшную разрушительную силу.

Если на самолете возникал пожар топлива, то температура горения достигала немногим более 1000

о. Такой пожар давал экипажу время для его обнаружения, и применения мер тушения или покидания самолета. При горении титана температура достигает 3000о. Пламя такого пожара режет конструкцию, как нагретый нож сливочное масло. Разрушение идет столь стремительно, что экипаж оказывается в крайне трудном положении.

В обычных условиях титан возгореться не может, даже достигнув температуры возгорания, для его горения требуется слишком много кислорода. Но в реактивном двигателе, в котором компрессор сделан из титана, температура достаточно высокая, а кислорода хоть отбавляй: через компрессор проходят сотни кубометров воздуха в секунду.

Если из-за уменьшения зазора между лопатками компрессора и корпусом возникнет хотя бы легкое касание, совсем незначительное чирканье, то уж лучше и не говорить!

Горящий титан — это вулкан внутри реактивного двигателя. Вот как это бывало на практике.

На сибирский завод направлена аварийная комиссия. В программе сдаточных испытаний Су-24 предусмотрен «обжим» по скорости. Это значит, на высоте 1000 метров нужно получить скорость 1400 километров в час. Для этого отведена специальная трасса, чтобы сверхзвуковые удары не беспокоили жителей близлежащих деревень.

Во время этого режима экипаж катапультировался. Летчик приземлился нормально. Штурману по самое бедро оторвало ногу, и он погиб от шока и потери крови.

Как и что произошло, летчик понять и рассказать не мог. Жители деревни, находящейся недалеко от трассы, часто видевшие пролет по ней самолетов, в этот раз даже не опознали самолет. Они говорили, что по небу катилась какая-то огненная бочка. В процессе расследования делается «выкладка» деталей, привезенных с места падения. На бетонном полу ангара рисуется контур самолета, и на него кладут обломки в соответствии с их положением на самолете. Члены комиссии с удивлением и недоумением рассматривают детали.

Массивный лонжерон с одного конца — вполне нормального вида, а с другого имел вид мочалки. Вот что может сделать с металлом титановое пламя. Была найдена консоль крыла со следами крови и человеческой плоти. Это она оторвала ногу штурману. Но она находилась позади траектории катапультного кресла. Как такое могло произойти, никто понять не мог.

Еще во время Хрущева боевые самолеты резали электросваркой. Красивые новые машины, лишаясь связи и опоры между своими частями, превращались в груды металлолома.

А если это происходит в воздухе на скорости 1400 километров в час? Никакие ЭВМ, никакое моделирование не способны прогнозировать или объяснить в таком случае движение частей самолета. Вот что такое титановый пожар в полете. В этом случае он был зафиксирован совершенно достоверно.

К сожалению, описанный случай был не единственным.

В ЛИИ летчик Александр Андреевич Муравьев на самолете с тем же двигателем, что и у Су-24, выполнял скоростную площадку. И вдруг!.. Совершенно немыслимое движение самолета.

Муравьев хорошо знал все мыслимые виды движения, до штопора включительно. Но тут было нечто невероятное: самолет как бы кувыркался через голову. Александр успел благополучно катапультироваться. Титановый пожар был также установлен.

Еще титановый пожар был причиной аварии опытного МиГ-29. К счастью, Валерий Меницкий также смог катапультироваться.

В дальнейшем конструкторы двигателей нашли безопасные способы, как использовать титан, и сейчас он ведет себя в авиадвигателях вполне лояльно.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Пожар класса «D» — горение металлов

			Специальный огнетушитель порошковый предназначен для тушения горения металлов и металлосодержащих веществ, разделяется на подклассы пожара: Огнетушители специального назначения на российском рынке оснащены баллонами и стволами-успокоителями. Огнестушащее вещество (ОТВ) — специальные порошки, предназначенные для тушения подклассов пожара Д1, Д2 и ДЗ, сертифицированные для этих целей на территории Российской Федерации.

---

Пожары класса D

• Принято считать, что металлы не воспламеняются.
• Но в ряде случаев они могут способствовать усилению пожара и пожарной опасности.
• Искры от чугуна и стали могут воспламенить находящиеся вблизи горючие материалы.
• Размельченные металлы могут легко воспламениться при высоких температурах.
• Некоторые металлы, особенно в размельченном виде, при определенных условиях склонны к самовоспламенению.
• Щелочные металлы, такие как натрий, калий и литий, бурно реагируют с водой, выделяя водород; при этом образуется теплота, достаточная для воспламенения водорода.
• Большинство металлов в форме порошка могут воспламениться подобно облаку пыли, при этом возможен сильный взрыв.
• Кроме того, металлы могут стать причиной травм людей, ведущих борьбу с пожаром, в виде ожогов, увечий и отравлений токсичными парами.
• Многие металлы, например кадмий, под воздействием высокой температуры, возникающей во время пожара, выделяют ядовитые пары.
• Несмотря на то, что токсичность металлов различная, при тушении любых пожаров, связанных с горением металлов, всегда следует пользоваться дыхательными аппаратами.

Характеристики некоторых, металлов

Алюминий.Алюминий — легкий металл, хорошо проводящий электричество. В обычной форме он не представляет никакой опасности в случае возникновения пожара. Его температура плавления достаточно низкая (660 °С), так что при пожаре может произойти разрушение незащищенных элементов конструкций, изготовленных из алюминия. Алюминиевые стружки и опилки горят, а с алюминиевым порошком связана опасность сильного взрыва. Алюминий не может самовоспламеняться и считается нетоксичным.

Чугун и сталь. Эти металлы не считаются горючими. В составе крупных изделий они не горят, но стальная «шерсть» или порошок могут воспламениться, а порошкообразный чугун под воздействием высокой температуры или пламени может взорваться. Чугун плавится при температуре 1535 °С, а обычная конструкционная сталь — при температуре 1430 °С.

Магний. Магний — блестящий белый металл, мягкий, тягучий, способный деформироваться в холодном состоянии. Он используется как основа в легких сплавах для придания им прочности и пластичности. Температура плавления магния 650 °С. Порошок и хлопья магния легко воспламеняются, но в твердом состоянии магний надо нагреть до температуры, превышающей его температуру плавления, прежде чем он воспламенится. Затем он горит очень сильно сверкающим белым пламенем. При нагревании магний бурно реагирует с водой и всеми видами влаги.

Титан. Титан — прочный белый металл, легче стали. Температура плавления титана 2000 °С. Он входит в состав стальных сплавов, обеспечивая возможность применения их при высоких рабочих температурах. В небольших изделиях легко воспламеняется, а его порошок является сильным взрывчатым веществом. Однако большие куски представляют малую пожарную опасность. Титан не считается токсичным.

Обычное местонахождение на судне

Основным материалом, из которого изготовлен корпус судна, является сталь. Для надстроек некоторых судов используется алюминий, а также его сплавы и другие более легкие металлы. Преимущество алюминия заключается в том, что он позволяет уменьшить вес конструкций, а недостатком с точки зрения борьбы с пожаром является сравнительно низкая температура плавления по сравнению со сталью.

Кроме материалов, используемых при постройке самого судна, металлы в различных формах перевозятся на судне в качестве груза. Обычно в отношении размещения металлов в твердой форме никаких ограничений не существует. Что касается порошков металлов, таких как титан, алюминий и магний, то их следует размещать в сухих изолированных районах. То же относится и к таким металлам, как калий и натрий.

Необходимо отметить, что крупногабаритные контейнеры, ис­пользуемые для перевозки грузов, обычно изготавливаются из алюминия. Стенки этих контейнеров плавятся и трескаются в условиях пожара.

Тушение пожаров класса D

Тушение пожаров, связанных с горением большинства металлов, представляет значительные труд­ности. Часто эти металлы бурно реагируют с водой, что приводит к распространению пожара и даже взрыву. Если горит небольшое количество металла в ограниченном пространстве, рекомендуется дать возможность ему выгореть до конца. Окружающие поверхности следует защитить, используя воду или другое подходящее огнетушащее вещество.

Для тушения пожаров металлов используют некоторые синтетические жидкости, которых на судне, как правило, не имеется. Определенного успеха при борьбе с такими пожарами позволяет добиться применение имеющихся на судах огнетушителей с универсальным огнетушащим порошком.

С разным успехом для тушения пожаров металлов употребляют песок, графит, различные порошки и соли. Но ни один из способов тушения нельзя считать эффективным для пожаров, связанных с горением любого металла.

Вода и огнетушащие вещества на водяной основе, такие как пена, не должны применяться для тушения пожаров горючих металлов. Вода может вызывать химическую реакцию, сопровождающую-ся взрывом. Даже если химической реакции не происходит, капли воды, попадающие на поверхность расплавленного металла, будут расши­ряться и разбрызгивать расплавленный металл. Но в некоторых случаях необходимо с осторожностью применять воду: например, при горении больших кусков магния можно подавать воду только на те участки, которые еще не охвачены огнем, для их охлаждения и предупреждения распространения пожара. Воду никогда не следует подавать на сами расплавленные металлы, ее нужно направлять на районы, находящиеся под угрозой распространения пожара. В ряде стран издаются перечни, содержащие технические характеристики горючих металлов, в которых указываются способы тушения пожаров и необходимые огнетушащие вещества. Владельцам, суда которых могут быть использованы для перевозки горючих металлов, рекомендуется иметь такие перечни с указанием физико-химических характеристик этих металлов.

Коррозия титана при высоких температурах

    Благодаря исключительно высокому сопротивлению коррозии титан — прекрасный материал для изготовления химической аппаратуры. Но главное свойство титана, способствующее все большему его применению в современной технике, — высокая жаростойкость как самого титана, так и его сплавов с алюминием и другими металлами. Кроме того, эти сплавы обладают жаропрочностью— способностью сохранять высокие механические свойства ири повышенных температурах. Все это делает сплавы титана весьма ценными материалами для самолето- и ракетостроения. [c.649]
    Легирование титаном или ниобием. Легирование аустенитных сплавов небольшими количествами элементов, обладающих большим сродством к углероду, чем хром, предотвращает диффузию углерода к границам зерен. Уже имеющийся здесь углерод взаимодействует с титаном или ниобием, а не с хромом. Сплавы такого рода называют стабилизированными (например, марки 321, 347, 348). Они не проявляют заметной склонности к межкристаллитной коррозии после сварки или нагрева до температур сенсибилизации. Наилучшей стойкости к межкристаллитной коррозии при нагреве сплава до температур, близких к 675 °С, достигают в результате предварительной стабилизирующей термической обработки в течение нескольких часов при 900 °С [14, 19]. Эта обработка эффективно способствует переходу имеющегося углерода в стабильные карбиды при температурах, при которых растворимость углерода в сплаве ниже, чем при обычно более высокой температуре закалки. [c.307]

    Этот Процесс весьма неприятен, так как при умеренно высоких температурах, при которых резины из фторкаучуков еще сохраняют свои эластические свойства и могут длительно эксплуатироваться, находящийся в контакте с ними металл (особенно титан и алюминий) подвергаются сильной коррозии под действием фтористого водорода. [c.506]

    Взаимодействие металлов с азотом протекает более медленно и при более высокой температуре. Так, цирконий реагирует с ним выше 900°. Коррозия циркония при этих температурах протекает быстрее в воздушной атмосфере, чем в атмосфере чистого кислорода или азота. Можно предполагать, что образующаяся в этом случае окисно-нитридная пленка имеет дефектную структуру с кислородными вакансиями, вследствие чего облегчается диффузия кислорода. При нагревании на воздухе гафний ведет себя так же, как и цирконий, однако скорость проникновения кислорода в гафний ниже, чем в цирконий. При 1200° компактный титан загорается на воздухе и в атмосфере азота. Это характерно только для немногих элементов. Стружка и порошки титана, циркония и гафния более активны, чем компактные металлы, обладают пирофорными свойствами, легко загораются. При горении порошков циркония развивается исключительно высокая температура. Циркониевая пыль с размерами частиц менее 10 мкм способна на воздухе взрываться. [c.212]

    Компоненты таллового масла при высокой температуре агрессивны по отношению к материалу оборудования. Продукты коррозии могут оказать каталитическое действие на термическое разложение компонентов таллового масла, они загрязняют продукты ректификации и снижают их цветность. Менее всего на свойства жирных кислот влияет титан. При температуре [c.125]

    До температуры ЗОО С при взаимодействии водородсодержащих сред используют стали 20 и ЗОХМА. При более высоких температурах нужно при-меня гь стали, легированные хромом, титаном, ванадием и др. Эти элементы дают карбиды, повышающие сопротивляемость стали обезуглероживанию. Для предотвращения водородной коррозии содержание хрома должно быть выше 6%, титана — 5С, ванадия 4С (С — содержание углерода). [c.20]

    Ножевой коррозии могут быть подвержены и нержавеющие стали, содержащие титан и ниобий. Это связано с тем, что в узкой околошовной зоне, нагретой до высокой температуры (около 1300°С), карбиды титана, ниобия и хрома переходят в раствор, а при быстром охлаждении вследствие контакта с ненагретым металлом не [c.102]

    Известно, что титан при низких концентрациях соляной кислоты (до 6%) и комнатной температуре находится в устойчивом пассивном состоянии. При анодной защите титана можно использовать более концентрированную кислоту и высокую температуру. Так, в 10—15%-ной соляной кислоте анодная защита эффективна при 100°С, в 20—30%-ной соляной кислоте — при 50—60°С, а в концентрированной соляной кислоте (37 %-ной) — при 60°С. В этих условиях скорость коррозии титана колеблется в интервале 0,02—0,5 г/(м -сут), что соответствует максимальной потере толщины слоя титана приблизительно 0,06 мм/год. Анодная защита сосудов из титана желательна тогда, когда они полностью заполнены соляной кислотой, в противном случае выще ватерлинии идет коррозия. Правда, для защиты титана в газовой фазе предложено использовать [c.64]

    Химическая коррозия наблюдается при действии на металл сухих газов, главным образом при высоких температурах (например, в двигателях внутреннего сгорания, газовых турбинах, аппаратуре синтеза аммиака идр.), а также при воздействии на металл некоторых неэлектролитов. Например, жидкий бром химически воздействуя при обычной температуре на металлы, разрушает углеродистые стали и даже титан. Расплавленная сера реагирует почти со всеми металлами, особенно сильно разъедая мель, олово, свинец. Высокую коррозийную активность сообщают нефтепродуктам растворенные в них сернистые соединения, особенно сероводород. При попадании в неэлектролиты воды значительно активизируется действие находящихся в них примесей, прп этом изменяется механизм коррозионного процесса (химическая коррозия переходит в электрохимическую). [c.357]

    Химическая коррозия вызывается непосредственным действием на металл агрессивной среды. Чаще всего такой средой являются сухие газы, соприкасающиеся с металлом при высоких температурах (например, в двигателях внутреннего сгорания, газовых турбинах, аппаратуре синтеза аммиака и др.), а также некоторые неэлектролиты (вещества, не проводящие электрический ток). Например, жидкий бром, химически воздействуя при обычной температуре на металлы, разрушает углеродистые стали и даже титан. Расплавленная сера реагирует почти со всеми металлами, особенно сильно разъедает медь, олово, свинец. [c.53]

    При использовании меди или медной футеровки основная опасность заключается в возможном окислении меди при высоких температурах кислородом воздуха (газовая коррозия) титан при соприкосновении с концентрированной азотной кислотой может вызвать ее взрыв. [c.131]

Страница не найдена | MIT

Перейти к содержанию ↓

• Образование
• Исследовательская работа
• Инновации
• Прием + помощь
• Студенческая жизнь
• Новости
• Выпускников
• О MIT
• Подробнее ↓
  • Прием + помощь
  • Студенческая жизнь
  • Новости
  • Выпускников
  • О MIT

Меню ↓ Поиск Меню Ой, похоже, мы не смогли найти то, что вы искали!
Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что вы ищете? Увидеть больше результатов

Предложения или отзывы?

.

Топливо и химикаты — Температура самовоспламенения

Температура самовоспламенения — или

«минимальная температура, необходимая для воспламенения газа или пара в воздухе без наличия искры или пламени»

указаны для общих топливо и химикаты ниже:

Алламин 0017 900ad29 9 0017p Дизель Этилен, этен Этилен 4 изопропиловый спирт Isopropyl Нитро 480 90 033 227 Толуолтилен

Топливо или химикаты	Самовоспламенение Температура ( o C)
		Уксусная кислота	175
Уксусная кислота	427
Ацетон, пропанон	465
Ацентонитрил	220
Ацетилен	305
Акролеин	220
Акронитрил	481
Анилин	615
Антрацит — точка накала	600
Бензальдегид	192
Бензол	498
Битуминозный уголь — точка накала	454
420
Бутанал	218
Бутан	405
1-бутанол	343
Бутилацетат	421
Бутиловый спирт	345
Бутилметилкетон	423
Углерод	700
Дисульфид углерода, CS 2	90
Окись углерода	609
Древесный уголь	349
Каменноугольное масло	580
Кокс	700
Циклогексан	245
Циклогексанол	300
Циклогексанон	420
Циклогексанон
Дихлорметан	600
Диэтиламин	312
Диэтиловый эфир	180
Диэтаноламин	662
Диэтиламин	662
210
Диизобутилкетон	396
Диизопропиловый эфир	443
Диметилсульфат	188
Диметилсульфид	206
Диметилсульфоксид	215
Додекан, дигексил	203
Эпихлоргидрин	416
Этан	515
Этилен, этен	450	45033
Этилацетат	410
Этиловый спирт (этанол)	363
Оксид этилена	570
Формальдегид	424
Мазут No.1	210
Мазут № 2	256
Мазут № 4	262
Фурфурол	316
Спирт фурфурол	491
Тяжелый углеводороды	750
Гептан	204
Гексан	223
Гексадекан, цетан	202
Водород	500
Газойль	336 900	Бензин, Бензин	246-280
Глицерин	370
Пистолетный хлопок	221
Керосин (парафин)	210
Изобутан	462
465
Изобутиловый спирт	426
Изооктан	447
Изопентан	420
Изопрен	395
Изопропиловый спирт	399
399
Изогексан	264
Изононан	227
Изопропиловый спирт	399
Легкий газ	600
Легкие углеводороды	650
Лигнит	526
Магний	473
Метан (природный газ)	580
Метанол (метиловый спирт)	464
Метиламин	430 900 34
Метилацетат	455
Метилэтилкетон	516
Нафта	230
Неогеаксан	425
Неопентан	450
Нитроглицерин	254
н-бутан	405
н-гептан	215
н-гексан	225
н-октан	220
н-пентан	260
н-пентен	298
Дуб — сухой	482
Бумага	218 — 246
Паральдегид	238
Торф
Нефть	400
Петролейный эфир	288
Сосновая древесина — сухая	427
Фосфор, аморфный	260
Фосфор прозрачный	49
Фосфор, белый	34
Производственный газ	750
Пропанал	207
Пропан	455
Пропилацетат	450
Пропиламин		318
Пропилен (пропен)	458
Пиридин	482
п-ксилол	530
Порошок для винтовки (ружья)	288
Тетрагидрофуран	321
Триэтиламин	249
Триэтилборан	-20
Толуол	480
Уголь полубитуминозный	400
Полубитуминозный уголь — точка накала
Силан	<21
Стирол	490
Сера	243
Тетрагидрофуран	321
530
Толуол	530
Дерево	300
о-ксилол	463
м-ксилол	527
п-ксилол	528

Диапазон воспламеняемости (взрывоопасности) составляетдиапазон концентрации газа или пара, который воспламенится или взорвется при вводе источника воспламенения.Предельные концентрации обычно называются нижним пределом взрывоопасности или воспламеняемости (НПВ / НПВ) и верхним пределом взрывоопасности или воспламеняемости (ВПВ / НПВ).

Ниже предела взрывоопасности или воспламеняемости смесь слишком бедная, чтобы гореть. Выше верхнего предела взрывоопасности или воспламеняемости смесь слишком богата для горения. Температура самовоспламенения — это не то же самое, что точка воспламенения — точка вспышки указывает, как easy может гореть химическое вещество.

.

Теплота сгорания

Перейти к табличным значениям

Стандартная теплота сгорания : Энергия, выделяемая при полном сгорании вещества X с избытком кислорода при стандартных условиях (25 ° C и 1 бар). В термодинамических терминах это отрицательное значение изменения энтальпии для реакции горения.

n X + м O ₂ → x CO ₂ (г) + y H ₂ O (л) + z Z + теплота сгорания

где Z — любые другие продукты, образующиеся в ходе реакции, а n, m, x, y и z — количество молей каждой молекулы в сбалансированном уравнении.

Теплота сгорания используется для количественной оценки эффективности топлива в системе сгорания, такой как печи, двигатели и турбины для выработки электроэнергии. Это то же самое, что брутто теплотворной способности или энергии.

Обычно теплоту сгорания можно выразить следующим образом:

ΔH _c ° = — x ΔH _f ° (CO ₂ , г) — y ΔH _f ° (H ₂ O, l) — z ΔH _f ° (Z) + n ΔH _f ° (X) + м ΔH _f ° (O ₂ , g)

где ΔH _c °: теплота сгорания при стандартных условиях (25 ° C и 1 бар)

ΔH _f °: теплота (энтальпия) образования при стандартных условиях (25 ° C, 1 бар)

Затем теплоту сгорания можно рассчитать на основе стандартной энтальпии образования (ΔH _f °) веществ, участвующих в реакции, представленных в виде табличных значений.

См. Ключевые значения термодинамики, согласованные на международном уровне, Стандартное состояние и энтальпию образования, свободную энергию Гиббса образования, энтропию и теплоемкость и Стандартную энтальпию образования, энергию Гиббса образования, энтропию и молярную теплоемкость органических веществ.

Для соединений, содержащих углерода, водорода и кислорода (как и многие органические соединения), общее уравнение реакции горения будет:

C _a H _b O _c + (a + ¼b — ½c) O ₂ → aCO ₂ (г) + ½bH ₂ O (л) + теплота сгорания

и теплота сгорания может быть рассчитана из стандартной теплоты образования всех соединений, участвующих в реакции:

ΔH _c ° = -aΔH _f ° (CO ₂ , г) — ½b ΔH _f ° (H ₂ O, l) + ΔH _f ° (C _a H _b O _c ) + (a + ¼b — ½c) ΔH _f ° (O ₂ , г) = -а (- 393.51) — ½b (-285,830) + ΔH _f ° (C _a H _b O _c ) + (a + ¼b — ½c) * 0

= a (393,51) + b (142,915) + ΔH _f ° (C _a H _b O _c )

Пример:

Какова теплота сгорания жидкого этанола по формуле C ₂ H ₅ OH (= C ₂ H ₆ O)?

Для этанола константы a, b и c равны 2, 6 и 1 соответственно, а химическое уравнение горения этанола:

C ₂ H ₆ O (l) + 3O ₂ (г) → 2CO ₂ (г) + 3H ₂ O (л)

Стандартная теплота образования жидкого этанола, ΔH _f ° (C ₂ H ₆ O , л), составляет -277.6 кДж / моль.

Теплота сгорания этанола, ΔH _c ° (C ₂ H ₆ O, л) = 2 * 393,51 + 6 * 142,915 + (-277,6) = 1366,91 кДж / моль. Это можно преобразовать в кДж на единицу массы:

Молярная масса этанола составляет (2 * 12,01 + 6 * 1,01 + 1 * 16,00) = 46,08 г / моль

Теплота сгорания этанола, ΔH _c ° (C ₂ H ₆ O, л) = 1366,91 [кДж / моль] * 1000 [г / кг] / 48,08 [г / моль] = 29664 кДж / кг этанола = 29.7 МДж / кг = 12754 БТЕ / фунт = 7086 ккал / кг

В таблице ниже показаны значения теплоты сгорания, рассчитанные по вышеописанному методу. Для веществ, содержащих азот, предполагается, что атомы азота превращаются в газ N ₂ с ΔH _f ° (N ₂ ) = 0 кДж / моль. В таких случаях общее уравнение применимо также к этим веществам. Если известно, что в реакциях обугливания образуются другие вещества, необходимо знать точные продукты, чтобы можно было рассчитать теплоту сгорания.

Пересчет в другие единицы.

См. Также «Тепловая ценность топливных газов» и «Ископаемое топливо — энергосодержание».

Для полного стола — поворот экрана!

90Δ240 _{90Δ240 МДж / кг жидкий} 903

9024 9024 Углерод 32.81 903 9031,240 -Этандиол 9040 902 9018240 9024 240 C 903129242 903129242 903 903 40240 3492,2 9024 7179 _{C 6 H 12} 902 902 902 9040 902 902 902 9040 902 902 902 9040

902 902 902 3509 9024 486 _{C 3 H 5 N} 9024

5

45240 9024 9024

Наименование	Формула	Состояние *	ΔH c ° кДж / моль	ΔH c ° кДж / кг	ΔH c ° BTU / фунт 08 00 c 8 ккал / кг
Ацетальдегид	C 2 H 4 O	жидкий	1167	26.49	26487	11387	6326
Ацетамид	C 2 H 5 NO	cry	1185	20.06	9024 9024 9024 9024 9024 9024 902 902 902	C 2 H 4 O 2	жидкий	874	14,55	14552	6256	3476
Acetone		1790	30.81	30814	13248	7360
Ацетонитрил	C 2 H 3 N	жидкий	1256	30,59 30583		этин)	C 2 H 2	газ	1300	49,92	49923	21463	11924
л-Аланин 7	C 3 NO	крик	1577	17.70	17697	7608	4227
Аммиак	NH 3	газ	383	22,48	22477			22477	9040 9663 H 7 N	жидкий	3393	36,43	36429	15662	8701
Антрацен	C 14 H 902 902	C 14 H 902	39654	17048	9471
Бензол	C 6 H 6	жидк.	C 7 H 6 O 2	cry	3228,2	26,43	26432	11364	6313
1,3-Бутадиен 6	C 6		газ	2542	46.99	46987	20201	11223
Бутан	C 4 H 10	газ	2878	49,50	49503 21403	49503 21402 1	C 4 H 10	жидкий	2676	36.09	36092	15517	8621
2-бутанон	C 4 9002 9002	C 4 9002 9002	2444	33.89	33888	14569	8094
1-бутен	C 4 H 8	газ	2718	48,43	48432 9030 9030 -2 Бутен	C 4 H 8	газ	2710	48,29	48289	20761	11534
транс-2-бутен 8 H 4		газ	2706	48.22	48218	20730	11517
Бутановая кислота	C 4 H 8 O 2	liq	2183.6		38.91	2183,6		38.91 0
Бутилбензол	C 10 H 14	жидкий	5872,7	104,65	104646	44990	24994
32806	14104	7836
Окись углерода	CO	газ	283	10,10	10104	4344			4344	900 243	4344			4344	8	газ	2745,1	48,91	48914	21029	11683
Циклобутен	C 4 H 6	газ84	47837	20566	11426
Циклогексан	C 6 H 12	жидкий	3920	46,57	902 902 9040 902 902 9040 46,57	462 9040 902 902 902 9040 C 5 H 10	жидкий	3291,6	46,92	46922	20173	11207
Циклопропан	C 6 901		C 3 H 900 .68	49679	21358	11866
Декан	C 10 H 22	жидкий	6778	47,63	47625 9024 902 902 902 902 903	47625 9030 этоксиэтан)	C 4 H 10 O	жидкий	2724	36,74	36741	15796	8775
Диметиловый эфир 2 900 О	газ	1460	31.68	31684	13622	7568
Этан	C 2 H 6	газ	1561	51,89	518953	C 2 H 6 O 2	жидкий	1185	19.09	19088	8206	4559
этанол	жид	1367	29.67	29666	12754	7086
Этилацетат	C 4 H 8 O 2	liq	2238	25.40	10940	25.40
Этилен (этен)	C 2 H 4	газ	1411	50.29	50285	21619	12010
571	19.01	19014	8175	4541
Муравьиная кислота	CH 2 O 2	liq	254	5.52	5518	5518	C 3 H 8 O 3	жидкий	1654	17,96	17957	7720	4289
Гептан	Гептан	4817	48.06	48059	20662	11479
Гептановая кислота	C 7 H 14 O 2	liq	4145,2		902,83	4145,2		902,83 902,83
Гексан	C 6 H 14	жидкий	4163	48,31	48307	20767	11538
Гексадекановая кислота 2		Гексадекановая кислота 2	жид	10031.3	39,11	39112	16815	9342
Гексановая кислота	C 6 H 12 O 2	liq
Гидразин	N 2 H 4	жидкий	622	19,40	19401	8341	4634		4634	4634		286	141.58	141584	60870	33817
Цианистый водород	CHN	газовый	672	24,86	24861		9015 9015 9015	24861		2	9015	2 O	газ	1025	24,38	24382	10482	5824
Метан	CH 4	газ	902 551 1	55514	23867	13259
Метанол	CH 4 O	жидк. 3 H 6 O 2	жидкий	1592	21,49	21487	9238	5132
Метиламин	CH 3 34 9024		CH 3 9024 5	34953	15027	8348
Метилциклогексан	C 7 H 14	liq	4565.3	46.4403	жидкий	3938,1	46,78	46782	20113	11174
Метилформиат	C 4		C 2 H 900	973	16.20	16200	6965	3869
Метил-трет-бутиловый эфир	C 5 H 12 O	жидкий	3369	38129		3812
Нафталин	C 10 H 8	cry	5157	40,23	40232	17294	9609
	3032	1304	724
Нитробензол	C 6 H 5 NO 2	liq	3088	25402	25402		Нитрометан	CH 3 NO 2	жидкий	710	11,63	11630	5000	2778
Закись азота	Закись азота	1.86	1863	801	445
Нонан	C 9 H 2 0	liq	6125	47,74	47743 9040 1140 9040 903	47743 9040	C 8 H 18	жидкий	5470	47,87	47873	20582	11434
1-октанол	C 3	18 H2	C 8 H2 5294	40.64	40642	17473	9707
Пентан	C 5 H 12	жидкий	3509	48.62	48.62	C 5 H 10 O 2	жидкий	2837,3	27,78	27776	11942	6634
1-пентанол C 12	жид	3331	37.78	37779	16242	9023
Фенантрен	C 14 H 10	cry	7055	39.58	7055	39.58									C 6 H 6 O	cry	3054	32.45	32448	13950	7750
Пропанал	C 3 H 3 6 2 9022 O		26.20	26201	11264	6258
Пропан	C 3 H 8	газ	2220	50,33	50329 216243	жидкий	1911	34,69	34689	14914	8285
Пропановая кислота	C 6 O 6 O	1527.3	20,61	20614	8862	4924
1-пропанол	C 3 H 8 O	liq	2021	2021
2-пропанол	C 3 H 8 O	жидкий	2006	33,37	33372	14347	7971
	газ	2058	48.90	48895	21021	11678
Пропин	C 3 H 4	газ	185,0	4,62	4617 110243 902	4,62	4617 110243 902 902 C 5 H 5 N	жидкий	2782	35,17	35166	15119	8399
Толуол (метилбензол) 9016 9001 9003 9024 900	3910	42.43	42431	18242	10134
Триметиламин	C 3 H 9 N	газ	2443	41,32	9023 9024 9023 9024 9030 9023 2 4,6-Тринитротолуол	C 7 H 5 N 3 O 6	cry	3406	14,99	14994	6446	3581		3581	Undex 11 H 24	жид	7431.4	47,53	47530	20434	11352
Мочевина	CH 4 N 2 O	cry	632,7	632,7	9024 10,52	* газ = газ, liq = жидкость, cry = кристаллический (твердый)

Пересчет единиц

• 1 кДж / кг = 1 Дж / г = 10 ^-3 ГДж / тонна = 0.000278 кВтч / кг = 0,4299 БТЕ / фунт _м = 0,23884 ккал / кг
• 1 БТЕ / фунт _м = 2,326 кДж / кг = 0,55 ккал / кг
• 1 ккал / кг = 4,1868 кДж / кг = 1,8 БТЕ / фунт _м

.

Низкотемпературное сгорание

Низкотемпературное горение

Hannu Jääskeläinen

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Термин низкотемпературное горение (LTC) охватывает ряд передовых стратегий горения, включая воспламенение от сжатия с однородным зарядом (HCCI) или воспламенение от сжатия с предварительно смешанным зарядом (PCCI).Сжигание LTC может приводить к очень низким выбросам NOx и PM, но часто приводит к увеличению CO и HC. Производительность и выбросы двигателей, использующих стратегии LTC, зависят от свойств топлива.

Введение

С момента введения стандартов выбросов дизельных двигателей, которые вынудили внедрение систем нейтрализации NOx и твердых частиц дизельного топлива, процесс сгорания дизельного топлива был значительным. В передовых стратегиях сгорания была предпринята попытка найти подход к цилиндрам, чтобы полностью соответствовать этим стандартам выбросов и, таким образом, избежать необходимости использовать доочистку, или, по крайней мере, снизить требования к производительности, требуемые от систем последующей обработки, и, таким образом, снизить их стоимость и сложность.Хотя основное внимание при разработке систем сжигания было направлено на снижение выбросов NOx, существует также значительный интерес к снижению выбросов ТЧ.

Многие из этих усовершенствованных систем сгорания имеют многочисленные ручки, такие как воспламенение от однородного заряда и сжатия (HCCI) и зажигание от сжатия с предварительно смешанным зарядом (PCCI), которые могут или могут не точно отражать процесс сгорания.

HCCI была одной из первых концепций сжигания дизельного топлива, которая отличалась от обычного процесса дизельного топлива, чтобы привлечь внимание.Как следует из названия, цель ранней работы HCCI заключалась в достижении максимально однородной смеси воздуха и топлива перед зажиганием — почти так же, как в обычном двигателе с искровым зажиганием. Это может быть достигнуто либо путем впрыска топлива во впускной канал, либо непосредственно в цилиндр и обеспечения достаточного времени между впрыском и зажиганием, чтобы обеспечить полное смешивание воздуха и топлива. Затем заряд самовоспламеняется, поскольку он нагревается сжатыми газами — искры или другие средства принудительного воспламенения не используются.

Для решения многих проблем, таких как ограниченный диапазон нагрузок, управляемость и детонация, создаваемые HCCI, на основе этого подхода с однородным зарядом развился ряд других концепций, и во многих случаях была введена стратификация заряда. Поскольку термин HCCI больше не может точно описывать многие из этих систем, термин низкотемпературное горение (LTC) может использоваться как общий термин для обозначения этих и других передовых концепций горения, потому что общая цель состоит в том, чтобы снизить температуры горения, чтобы выгодно изменить химия образования NOx и / или сажи.

В литературе термин HCCI не используется единообразно. В некоторых случаях его использование действительно относится к системам сгорания, которые действительно основаны на относительно однородной смеси воздуха и топлива. В других случаях термин HCCI относится к системам сгорания, которые совсем не однородны — они фактически довольно неоднородны. В этом обсуждении термин «LTC» будет использоваться при общем упоминании этих концепций сжигания, а использование термина «HCCI» будет ограничиваться только теми подходами, которые основаны на относительно однородной смеси воздуха и топлива.

Сжигание дизельного топлива HCCI с использованием фумигации дизельного топлива во впускном отверстии было впервые описано в 1958 г. [1661] . Дальнейшая работа в конце 1970-х годов [1751] [1752] сообщила о стабильном самовоспламенении в двухтактном бензиновом двигателе с портовой подачей топлива, которое было приписано присутствию активных радикалов. В то время как в центре внимания многих из этих ранних публикаций находилось легкое топливо (бензин) в двухтактных двигателях, более поздние работы описывали тот же тип сгорания с дизельным топливом в четырехтактных двигателях [1717] [1737] .Эти и некоторые из различных подходов, которые возникли на их основе, перечислены в Таблице 1 [1741] .

Таблица 1
Избранные концепции LTC из ранних экспериментов HCCI

Сокращение	Значение	Ссылка	Местоположение
ATAC	Активное горение в термо-атмосфере	[1751]	Nippon Clean Engine Research Institute
TS	Toyota-Soken сгорания	[1752]	Toyota / Soken
CIHC	Воспламеняемый от сжатия однородный заряд	[1717]	University of Wisconsin-Madison
HCCI	Воспламенение от сжатия однородного заряда	[1737]	SwRI
AR, ARC	Активное радикальное горение	[1753]	Honda
NADI	Узкий угол прямого впрыска	[1678]	Institut Français Du Pétrole (IFP)
MK, M-fire	Модулированная кинетика	[1707]	Nissan
PREDIC	Предварительно смешанное сгорание дизельного топлива	[692]	Новый ACE
MULDIC	Многоступенчатое сгорание дизельного топлива	[1689]	Новый ACE
HiMICS	Однородная интеллектуальная система сгорания с многократным впрыском	[1761] [1762]	Hino
UNIBUS	Единая система сгорания для громоздких материалов	[1755]	Toyota
PCI	Предварительно смешанное сгорание с воспламенением от сжатия	[1697]	Mitsubishi

Ранняя работа с HCCI показала, что выбросы NOx и PM при выходе из двигателя могут быть снижены примерно до 1-10% от технологии дизельных двигателей, доступных в то время.Это повысило вероятность того, что необходимость в устройствах последующей обработки для соответствия регулируемым пределам выбросов может быть устранена или упрощена.

Одной из характеристик HCCI и многих других концепций LTC, которые возникли на его основе, является то, что либо все, либо значительное количество топлива предварительно смешивается с воздухом перед воспламенением. Скорость горения и время воспламенения таких предварительно смешанных концепций LTC контролируется химической кинетикой смеси. Это значительно усложняет управление процессом сгорания, а также делает его чувствительным к свойствам топлива и условиям в цилиндрах.Некоторые концепции предварительно смешанных LTC выигрывают от топлива с низким цетановым числом, летучесть которого сравнима с бензином.

Следует отметить, что предварительное смешивание воздуха и топлива также может быть важным фактором при сжигании «обычного» дизельного топлива. В то время как начальная стадия обычного сжигания дизельного топлива обычно представляет собой предварительное смешивание, сжигание большей части топлива происходит после этого предварительно смешанного сжигания со скоростью, в основном определяемой скоростью смешивания воздуха и несгоревшего / частично сгоревшего топлива.Таким образом, обычный процесс сгорания дизельного топлива часто называют сгоранием с контролируемым перемешиванием. Эта характеристика управления смешиванием значительно упрощает управление процессом выделения тепла.

Хотя большая часть работы с LTC была сосредоточена на концепциях предварительно смешанных LTC, было продемонстрировано, что сгорание дизельного топлива с контролируемым смешиванием также может быть использовано для производства выбросов NOx в диапазоне 0,2 г / кВт · ч, что сравнимо с теми, которые достигаются с некоторыми концепциями предварительно смешанных LTC [1676] [1675] [1738] [1637] .Такие подходы с контролируемым смешиванием можно рассматривать как следующий шаг в развитии традиционного дизельного сжигания, выходящий за рамки подходов, используемых, например, для соответствия стандартам EPA 2004 и 2007 на выбросы тяжелых дизельных двигателей на дорогах. Однако им требуется современное «нетрадиционное» оборудование для управления выбросами ТЧ. Эти двигатели требуют таких функций, как системы впрыска топлива, обеспечивающие высокое давление впрыска (до 3000 бар в некоторых прототипах), и системы управления воздухом, обеспечивающие уровни давления наддува, для которых требуются многоступенчатые турбокомпрессоры.Такие подходы можно назвать концепциями LTC с управляемым микшированием. В отличие от подходов LTC с предварительным смешиванием, было показано, что LTC с управляемым смешиванием может работать во всем диапазоне скоростей и нагрузок двигателя [1676] .

###

.